Методы уменьшения шума в импульсных ИП

June 1, 2010 by admin Комментировать »

Рис. 9.2 показывает несколько часто используемых методов уменьшения шума. Большинство из их неблагоприятно сказывается на к.п.д., стаби­лизации или других рабочих параметрах, так что пользоваться ими сле­дует разумно, с должным вниманием к допустимым компромиссам.

— Для ослабления высокочастотного шума в диапазоне радиочастот и пульсаций с частотой переключений можно использовать выходной фильтр А. Поскольку этот фильтр находится вне петли обратной связи, то сопротивление катушки индуктивности постоянному току ухудшает стабилизацию напряжения. Как видно на рисунке, это фильтр проходно­го типа. «Катушка индуктивности» – это просто небольшой отрезок про­водника с надетой на него ферритовой бусиной, а «конденсатор» пред­ставляют собой проводник, проходящий через встроенный керамический изолятор. Проходные фильтры прекрасно подавляют высокочастотный шум, но из-за относительно низкой индуктивности плохо ослабляют низкочастотные компоненты шума. Для ослабления составляющих с ча­стотой переключения и низкочастотных переходных процессов, как пра­вило, необходимы обычные фильтры. Чтобы восстановить стабилизацию, ухудшенную дополнительным выходным фильтром, иногда его пытают­ся включить в цепь обратной связи. Если это возможно без нарушения стабильности петли обратной связи стабилизатора, то желательно это сделать, но часто это приводит к неустойчивой работе.

— Емкость конденсатора В часто составляет от одной десятой до од­ной сотой емкости выходного конденсатора, параллельно которому он подключен. Этот дополнительный конденсатор обеспечивает шунтиро­вание верхних частот, для которых конденсатор фильтра уже не эффек­тивен из-за наличия внутреннего сопротивления и индуктивности. Иног­да добавляется конденсатор еще меньшей емкости. Таким образом, основной конденсатор фильтра может быть алюминиевым электролити­ческим емкостью 100 мкФ, второй танталовым емкостью 10 мкФ, а тре­тий керамическим емкостью 0.1 мкФ.

— Компоненты С и D предназначены для замедления скорости нара­стания и спада напряжения при переключении. Хотя это влияет на ос­новной источник шума, надо быть готовым к уменьшению к.п.д. им­пульсного стабилизатора. Практически очень небольшое сглаживание быстропротекающих переходных процессов переключения приводит к ослаблению шума. Вообще, чем меньше надежд возлагается на этот ме­тод, тем лучше, поскольку улучшение характеристик импульсного ста­билизатора, достигнутое в последние годы, связано именно с большим быстродействием переключающего транзистора и фиксирующего диода.

clip_image002

Рис. 9.2. Схемные решения для снижения уровня шумов в импульс­ном источнике питания, заштрихованные элементы выполняют фун­кции демпфирования, фильтрации и гальванической развязки.

— Конденсатор Е и фильтр нижних частот F также служат уменьше­нию шума в нестабилизированном источнике. Поскольку основной шум

фактически вызван переключающим транзистором, конденсатор е дей­ствует как накопитель энергии и принимает на себя большие пульсации тока. Его заземление, вместе с заземлением фиксирующего диода, обыч­но делается отдельно от заземления всех других компонент. При плохом заземлении, длинных проводах или неудачном расположении, этот кон­денсатор может стать источником больших неприятностей, поскольку в этом случае образуется индуктивная петля, из-за которой шум попадает как на вход, так и на выход стабилизатора. Такая индуктивная петля мо­жет вызвать неустойчивую работу импульсного стабилизатора.

— Фильтр F обычно используется для ослабления верхних частот, особенно когда нестаб ил изированный источник и переключающий тран­зистор находятся на некотором расстоянии. Часто используется после­довательный вариант стабилизатора, поэтому чрезмерная индуктивность В этом месте схемы опасна из-за наличия в характеристике переключаю­щего транзистора участка с отрицательным сопротивлением; при этом в системе слишком легко возникают неустойчивость и колебания.

— Резистор G позволяет сделать форму входного тока выпрямителя ближе к синусоидальной, чем к импульсной. Эта мера снижает к.п.д. выпрямителя.

— Еще один источник шума выпрямителя связан с параметром, оп­ределяющим скорость восстановления обратного сопротивления диодов. Для 60 Гц может показаться неразумным использовать диоды с малым Временем восстановления. В более сложных импульсных стабилизато­рах, где для получения высокого к.п.д. должны использоваться диоды с малым временем восстановления, имеется возможность выбора диода с «мягким» или «резким» восстановлением. Там, где применяются диоды Шоттки, можно реально освободиться от этого источника шума.

— Элементы фильтра силовой сети Н препятствуют попаданию шума, имеющегося в силовой сети, на вход ИИП. Это крайне желательно в от­ношении большинства шумов имеющихся в силовой сети. Такой шум часто распространяется от одной части системы к другой, и не поддает­ся подавлению средствами, с помощью которых обычно успешно справ­ляются с шумом, распространяющимся прямыми путями.

— Заслуживает внимания размещение и ориентация ИИП, а также его подключение к общей земле системы. Источники, использующие то­роидальный магнитный сердечник, имеют преимущества в тех случаях, когда они расположены близко к чувствительным цепям. Вентиляцион­ные отверстия и щели в корпусе источника питания могут привести к утечке высокочастотного шума (даже экранирующая способность коак­сиального кабеля изменяется в широких пределах в зависимости от раз­меров ячейки, толщины и проводимости внешней оплетки).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты